高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流教学设计

大单元教学设计说课稿《3.1 交变电流》

一、教材分析

①介绍交流电的特点和概念，引导学生了解交流电的周期性变化和频率。

②讲解交流电的传输方式和电源变压器的作用，让学生了解电能传输的过程和原理。

③介绍交流电的测量和表示方法，引导学生了解电压、电流和功率的测量和计算方法。

④讲解电感和电容的基本原理和应用，引导学生了解交流电路的特性和性能。

二、学情分析

①学生基础知识薄弱，对于电学基础概念和电路分析方法掌握不够扎实。

②学生对于交流电的特点和传输方式理解不深，对于电源变压器和交流电路的作用和性能缺乏认识。

③学生对于电感和电容的原理和应用不够熟悉，需要更深入地了解交流电路的特性和性能。

④学生需要培养科学探究和实验操作能力，了解实际生活中的交流电应用和问题。

三、核心素养

1.物理观念

①理解交流电的周期性变化和频率，了解交流电的基本概念和特点。

②认识电路分析的方法和电路中各个元器件的作用和性能。

③了解电能的传输和利用方式，以及相关的物理原理和规律。

2.科学思维

①培养科学思维能力，包括分析问题、归纳、推理和实验探究等方面。

②让学生理解科学与技术的关系和作用，认识到科学和技术的发展对于人类社会的影响和贡献。

③鼓励学生开展科学研究和探究，以及创新实践和应用能力的培养。

3.科学探究

①引导学生进行实验探究，了解电路中各个元器件的作用和性能。

②让学生了解实际生活中的交流电应用和问题，如电源适配器的设计和故障排查等。

③鼓励学生进行科学探究和研究，如对于电容和电感的实验研究和探究等。

4.科学态度与责任

科学态度与责任

① 在学习交变电流的过程中，要求学生具备认真负责的态度，养成良好的实验守则，保持实验现场的整洁和安全，并遵守相关的电器使用规定，做到安全使用电器，避免发生意外。

② 鼓励学生学习科学知识的同时，关注能源利用和环境保护的问题，培养节约能源和保护环境的意识，从而推动可持续发展。

③ 引导学生了解科学的社会价值，关注能源的供需状况，探究电力工业的发展历程以及电力在国家现代化建设中的重要作用，培养关注国家发展、服务社会的责任感。

四、教学重难点

教学重难点

① 交变电流的概念和特点是本节课的教学重点。要求学生通过举例子和实验现象的分析，深入理解交变电流的概念和特点，掌握它与直流电的区别和联系。

② 电压的峰值、有效值的概念和计算方法是本节课的教学难点。在教学过程中，要帮助学生理解电压的峰值和有效值的概念，掌握它们的计算方法，加深对交变电流的理解。

③ 交变电流的频率、周期和相位差的概念和计算方法是本节课的教学难点。在教学过程中，要引导学生通过实验和计算，理解频率、周期和相位差的概念，掌握它们的计算方法，加深对交变电流的理解。

五、教学环节

1.导入新课

① 让学生回顾家庭用电中使用的电器，提出交流电和直流电的区别，并引入交变电流的概念。

② 展示一个交变电流的动画或视频，让学生观察交变电流的变化规律和特点，激发学生的学习兴趣。

③ 提出生活中电压的概念，引导学生思考交变电流与电压的关系。

④ 让学生观察真实的交变电流波形图，通过比较不同频率和振幅下的波形图，引导学生深入了解交变电流的特点和规律。

⑤ 让学生观察一些常见电器中的电动机运转，让学生了解交变电流在电动机中的应用。

2.主干知识导引

① 介绍交变电流的基本概念、产生方式和特点。

② 解释正弦函数和周期的概念，引导学生理解交变电流的周期和频率。

③ 讲解交变电路中的电感、电容和阻抗等基本元件，并介绍它们在交变电路中的应用。

④ 引入交变电路中的相量概念，让学生理解相量的概念及其在交变电路中的应用。

3.主要知识详解

① 交变电动势和交变电流的产生和特点：在导体中，当磁场强度随时间变化时，就会在导体中产生交变电动势和交变电流。与直流电不同，交变电的大小和方向都随着时间的变化而改变，呈现出周期性变化的特点。

② 交流电的频率和周期：交流电的频率是指在单位时间内交变电流变化的次数，单位为赫兹（Hz）；交流电的周期是指一个完整的正、负半周所用的时间，单位为秒（s）。

③ 交流电的有效值和峰值：交流电的有效值是指在一个周期内，与其所能产生相同平均功率的稳定直流电的电压或电流大小；交流电的峰值是指交流电的最大电压或电流值。

④ 交流电的相位差：交流电中不同电压或电流之间的时间相位差是指它们峰值出现的时间差，它们之间的相位差可以用角度来表示。

⑤ 交流电的复数表示：交流电可以用复数来表示，其中实部表示交流电的有效值，虚部表示交流电的相位差。

⑥ 电阻、电感和电容在交流电路中的作用：在交流电路中，电阻限制电流的流动，电感对变化快速的交流电有阻碍作用，电容则对变化缓慢的交流电有阻碍作用，三者共同作用影响交流电路中的电流和电压。

⑦ 交流电路中的功率和功率因数：交流电路中的功率为电压和电流的乘积，交流电路的功率因数是指实际有用功率与总功率之比。

⑧ 交流电路中的谐振：当电感和电容组成的交流电路中的电容和电感阻抗相等时，电路会出现谐振，谐振时电路中的电流最大，电路对外的阻抗最小。

4.知识总结

① 交变电流是指大小和方向都随着时间的变化而改变的电流。

② 交流电的频率和周期是描述交变电流变化规律的基本参数。

③ 交流电的有效值是指在一个周期内，与其所能产生相同平均功率的稳定直流电的电压或电流大小；交流电的峰值是指交流电的最大电压或电流值。

六、课堂总结与反思

① 总结本节课的内容，强化学生对于交变电流基础概念的理解。通过本节课的学习，学生对于交变电流的基本特性和相关的数学量有了更深入的了解，如正弦曲线、频率、周期等。在教学中，教师可以通过巧妙的引导，让学生掌握更深入的理解和应用，从而更好地掌握交变电流的知识。

② 反思教学过程，总结教学经验。在教学交变电流的过程中，教师应该注重理论知识与实践应用的结合，引导学生发现并理解实际应用中交变电流的重要性。同时，教师还应该加强学生的实践操作能力，让学生能够在实际中掌握交变电流的应用方法和技巧。在教学中，教师还应该不断创新教学方法，针对学生的不同特点和需求，开展多样化的教学活动，提高教学效果。

③ 反思学生学习状况，探究学生学习方法。在本节课的学习中，学生有些人对于交变电流的相关概念和理论比较陌生，需要进行详细的解释和讲解。有些学生则已经掌握了相关的基础知识，需要进行更深入的探究和应用。因此，教师应该注重学生个体差异，针对学生的特点和需求进行差异化教学，提高教学效果。同时，教师还应该注重学生的学习方法和策略，引导学生积极主动地学习，发挥学习潜力，提高学习效率和质量。